للجرافين العديد من التطبيقات المثيرة للاهتمام في صناعة النسيج. وتشمل بعض الأمثلة المنسوجات التي يتم تسخينها كهربائيًا، والتمويه خفيف الوزن للغاية، وأجهزة استشعار الضغط أو الضغط القابلة للارتداء لمراقبة الصحة الرقمية.
تم تحسين الخواص الموصلة للنسيج من خلال تعديل السطح القلوي مسبقًا، يليه تثبيت طبقة تلو الأخرى باستخدام مادة بولي أميدو أمين شديدة التفرع ومعالجة الاختزال لتشكيل صفائح نانوية مخفضة من أكسيد الجرافين (rGO).
التوصيل
نسيج محبوك من الجرافين هو نسيج يمكنه توفير التوصيل الكهربائي. يمكن استخدامه لإنتاج ملابس موصلة، والتي يمكن أن تساعد في تقليل الوقت المستغرق للإحماء أثناء التمرين أو زيادة أداء العضلات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام المادة لصنع ملابس رياضية مريحة ومسامية. ويمكن استخدامه أيضًا للمساعدة في منع الإصابات عن طريق توجيه حرارة الجسم إلى المناطق الباردة من الجسم.
تم تطوير عدة طرق لتحضير المنسوجات الموصلة للكهرباء، بما في ذلك غزل الألياف النانوية الموصلة وتعاطي المنشطات الكهروكيميائية للجرافين على أوساط النسيج. ومع ذلك، تتطلب هذه الطرق درجات حرارة عالية وظروفًا كيميائية قد تؤدي إلى تشوه ألياف النسيج أو تحللها.
في هذه الدراسة، تم غمر منسوجات البوليستر في مشتت GO ومغطاة بطبقة من أكسيد الجرافين. بعد ذلك، تم تطعيم الأقمشة بجسيمات الحديد النانوية الصفرية التكافؤ. الأقمشة الناتجة موصلة ولها لمسة نهائية من الأشعة تحت الحمراء البعيدة، ومضادة للكهرباء الساكنة ومضادة للأشعة فوق البنفسجية.
عازلة
يتمتع الجرافين بخصائص عزل ممتازة، والتي يمكن استخدامها بعدة طرق. بالإضافة إلى خصائصه الموصلة، فهو يتمتع أيضًا بصفات مقاومة للكهرباء الساكنة ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية. يمكن دمجه مع الألياف الطبيعية لإنشاء منتج محبوك سلس يضيف الأناقة والوظيفة. يتم بالفعل استخدام المنسوجات المعززة بالجرافين في صناعة الملابس والمنتجات الأخرى. كما يتم تطبيقها أيضًا على المنسوجات الصناعية، مثل الأقمشة المنسوجة الحساسة للضغط والقابلة للتنفس للرعاية الصحية الرقمية.
تم اقتراح عدة طرق لتطعيم الجرافين بالمنسوجات، بما في ذلك التلدين الحراري والاختزال الكيميائي. ومع ذلك، تتطلب هذه الطرق درجة حرارة عالية ويمكن أن تؤدي إلى تحلل المواد النسيجية. الطريقة الأكثر فعالية هي تفريق رقائق GO ثم غمس القماش بالمحلول. وهذا يسمح لـ GO بالارتباط بالنسيج دون أن يتحلل.
تم تعديل سطح GWF المعتمد على القطن باستخدام الشيتوزان وكلوريد سداسي البيريدينيوم (HDPC)، مما يعزز امتصاص صفائح GO Nano. أظهرت النتائج أن العينة المعالجة بـ HDPC حصلت على أعلى امتصاص لـ GO، مع مقاومة كهربائية قدرها 128 O*cm بعد ثلاثين دورة غمس وتجفيف.
نعومة
يتم استخدام الجرافين من قبل شركات النسيج لصنع ملابس ناعمة ومريحة. يمكن أن تساعد المادة في تنظيم درجة حرارة الجسم وحتى إعادة توجيه الحرارة من المناطق الأكثر دفئًا إلى المناطق الأكثر برودة. كما أن لديها القدرة على الحماية من الأضرار البكتيرية والثابتة. تستخدم العديد من الشركات المصنعة هذه التقنية لصنع ملابس رياضية يمكنها زيادة أداء العضلات ومنع الإصابات.
تم تصنيع قماش غير منسوج من السليلوز-الجرافين الموصل بنجاح باستخدام طريقة الطلاء بالغمس البسيطة، وتم تقييم خصائصه الكهربائية والحرارية والكهروميكانيكية. زادت قوة الشد ونسبة الاستطالة بشكل ملحوظ مع تقليل GO إلى rGO، وهو ما يتفق مع التقارير السابقة.
أظهر النسيج القطني المطلي بـ rGO امتصاصًا منخفضًا لقطرات الماء وثبات غسيل ممتاز بعد 10-12 دورة صباغة. يشير هذا إلى أنه يمكن تطبيق طريقة طلاء RGO على مجموعة واسعة من المنسوجات، مثل الأقمشة المحبوكة أو المنسوجة للمنسوجات الإلكترونية. هذا النهج فعال من حيث التكلفة ويمكن تطبيقه على أي ألياف قائمة على السليلوز.
متانة
الجرافين مادة خفيفة الوزن وقوية، أقوى 200 مرة من الفولاذ وغير سامة، مما يجعلها مكونًا واعدًا للمنسوجات الذكية الموصلة. ويعني تعدد استخداماته أن المزيد والمزيد من العلامات التجارية للملابس الرياضية تتعاون مع موردي الجرافين لدمجه في منتجاتهم. يتم اختيار هذا الجيل الجديد من الأقمشة من قبل الرياضيين لخصائصه الحرارية والتوصيل والمرونة، مما يعزز أدائهم وراحتهم.
لدمج الجرافين في الألياف، من المهم إيجاد طريقة يمكنها تحقيق ترابط قوي بين المادتين. يبدو أن تحضير مشتت أكسيد الجرافين (GO) وتغطية الألياف به هو الحل الأكثر منطقية وقابلية للتطوير. وبدلاً من ذلك، يمكن أيضًا استخدام التلدين الحراري الفوري ولكنه يتطلب درجات حرارة عالية غير ممكنة في صناعة النسيج.
يعمل الباحثون في حزمة عمل الإلكترونيات المرنة التابعة لشركة Graphene Flagship على تطوير خيوط البوليستر الموصلة المخصبة بالجرافين (البولي إيثيلين تيريفثاليت، PET). يتم تركيب رقائق الجرافين هذه مع PET، ويتم نسج المركب الناتج في القماش بواسطة نسيج قابل للتمدد ومضاد للبكتيريا مع خصائص مقاومة للأشعة تحت الحمراء البعيدة والمضادة للكهرباء الاستاتيكية والأشعة فوق البنفسجية.
إن
